汽車傳感器是把非電信號轉(zhuǎn)換成電信號并向汽車傳遞各種工況信息的裝置。在自動駕駛的層級結(jié)構(gòu)中,汽車傳感器處于感知層,產(chǎn)品附加值高, 是實現(xiàn)單車智能駕駛的核心硬件。那么,汽車傳感器技術(shù)發(fā)展情況如何?產(chǎn)業(yè)鏈上下游情況如何?市場情況如何?競爭格局情況如何?今天感知芯視界編輯部帶您逐一了解。
一、汽車傳感器概念及分類
1、概念
傳感器是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,并能將感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。通常是由敏感元件、轉(zhuǎn)換原件、信號調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路等其他輔助元件組成。敏感元件接受被測量并輸出與被測量成確定關(guān)系的其他量,轉(zhuǎn)換元件把來自敏感元件的其他量轉(zhuǎn)換成適合傳輸、測量的電信號,適合輸出、測量的電信號通過信號調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路被轉(zhuǎn)換為可顯示、記錄、處理和控制的有用電信號,最后有用電信號被傳遞至其他裝置并進(jìn)行通信。
傳感器的組成
敏感元件:直接感受被測量,并輸出與被測量成確定關(guān)系的某一物理量的元件。
轉(zhuǎn)換元件:傳感器核心元件,以敏感元件的輸出為輸入,把感知的非電量轉(zhuǎn)換 為電信號輸出。轉(zhuǎn)換元件本身可以作為獨立傳感器使用,叫做元件傳感器。
變換電路:把傳感元件輸出的電信號轉(zhuǎn)換成便于處理、控制、記錄和顯示的有 用電信號所涉及的有關(guān)電路。
輔助電源:轉(zhuǎn)換元件和變換電路一般還需要輔助電源供電。
2、分類
汽車傳感器是把非電信號轉(zhuǎn)換成電信號并向汽車傳遞各種工況信息的裝置。汽車傳感器可根據(jù)使用目的不同分為車身感知傳感器和環(huán)境感知傳感器。
車身感知傳感器提高了單車自身的信息化水平,使車輛具備感知自身的能力;按照輸入的被測量不同主要分為壓力傳感器、位置傳感器、溫度傳感器、線加速度傳感器、角加速度傳感器、空氣流量傳感器、氣體傳感器,從工作原理上看這些傳感器大都采用MEMS方案。環(huán)境感知傳感器實現(xiàn)了單車對外界環(huán)境的感知能力,幫助汽車計算機(jī)獲得環(huán)境信息并做出規(guī)劃決策,為車輛智能化駕駛提供支持;環(huán)境感知傳感器主要分為車載攝像頭、超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)以及紅外雷達(dá)等。
二、行業(yè)歷史發(fā)展階段回顧
從國內(nèi)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程來看,1986年國家將傳感器技術(shù)列入國家重點攻關(guān)項目,到2000年傳感器技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)初步建立,國產(chǎn)傳感器技術(shù)水平不斷進(jìn)步。2016年以來,國內(nèi)傳感器技術(shù)及產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,同時受國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能等技術(shù)的推動,傳感器向著MEMS化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化的方向持續(xù)發(fā)展。
汽車傳感器的發(fā)展階段分為結(jié)構(gòu)型傳感器階段、固體傳感器階段、智能型傳感器階段。目前MEMS傳感器、智能型傳感器快速發(fā)展,廣泛應(yīng)用于汽車、安防醫(yī)療等行業(yè)。汽車傳感器通常研發(fā)周期較長,如汽車MEMS類傳感器從設(shè)計研發(fā)到最終全面商業(yè)化平均耗時28年。
三、車身感知傳感器:MEMS化是主要趨勢
1、概況
車身感知傳感器是汽車的“神經(jīng)末梢”。車身感知傳感器遍布汽車全身,被廣泛應(yīng)用于動力系統(tǒng)(新能源車是三電系統(tǒng))、底盤系統(tǒng)、車身系統(tǒng),實現(xiàn)對汽車自身信息的感知并作出決策、執(zhí)行,是汽車的“神經(jīng)末梢”,目前發(fā)展較為成熟,以MEMS傳感器為主。
(1)車身感知傳感器MEMS化是主要趨勢
車身感知傳感器的發(fā)展主要體現(xiàn)在新能源汽車的普及、汽車的安全性需求、以及MEMS微機(jī)電對傳統(tǒng)機(jī)電的替代所帶來的機(jī)遇。
動力來源是新能源汽車與傳統(tǒng)燃油車的主要區(qū)別之一,新能源汽車的電子電氣架構(gòu)主要使用電池、電機(jī)、電控有關(guān)的以電流為主的電磁類傳感器,燃油車動力系統(tǒng)則主要以測量壓力、溫度、氣體的傳感器為主;電磁類傳感器需求有望隨新能源汽車滲透率提高逐步放量。按照被測物理量的不同車身感知傳感器可分為壓力、位置、溫度、加速度、氣體、流量等各類傳感器。